Maximale significante golfhoogte bij ondiep water en maximale golfsteilheid

Abstract

Het onderhavige onderzoek is uitgevoerd in het kader van het meerjarige project "Advisering steenbekledingen Zeeland" voor het Projectbureau Zeeweringen (PBZ). Voor het ontwerpen van steenzettingen met Steentoets wordt door PBZ in Zeeland gebruik gemaakt van correcties op de uit 1997 stammende golfcondities, die destijds met SWAN zijn berekend (Alkyon, 2007). Het gebruik van de gecorrigeerde golfcondities heeft bij toepassing in Steentoets geleid tot veelvuldige waarschuwingen over de (fictieve) golfsteilheid en de golfhoogte op ondiep water. Omdat dit veelvuldig gebeurt, is een bureaustudie uitgevoerd om de juistheid van de criteria in Steentoets te controleren. De bureaustudie bevat de volgende elementen: ? Beschouwing van de verschillende brekercriteria uit de literatuur; ? Beschouwing van de maximale golfsteilheid aan de hand van gegevens uit de literatuur; ? Evaluatie van resultaten verkregen met een recente versie van het golfmodel SWAN, namelijk versie 40.72ABCDE, waarbij de nieuwste inzichten zoals deze volgen uit het SBW project zijn toegepast; ? Analyse van metingen. De resultaten uit deze studie kunnen ook gebruikt worden om de kwaliteit van de ontwerpcondities te controleren. Op basis van de criteria kunnen verdachte golfcondities opgespoord worden. De belangrijkste conclusies van deze studie zijn dat: ? Maximale significante golfhoogte - De in dit rapport gepresenteerde ontwerpgrafieken en vuistregel kunnen gebruikt worden in ééndimensionale situaties waar de bodemhelling bijna constant is. Voor complexe tweedimensionale situaties waar in de huidige praktijk de golfcondities op ondiep water bepaald zijn uit oude SWAN berekeningen (Alkyon, 1997) met diverse correcties van rekenresultaten, kunnen de in dit rapport geselecteerde en gepresenteerde SWAN resultaten volgens de laatste inzichten uit SBW voor de Westerschelde gebruikt worden ter vergelijking. ? Maximale golfsteilheid - De golfsteilheden in de beschouwde metingen zijn lager dan die voor de geselecteerde SWAN resultaten voor de Westerschelde. Deze verschillen in golfsteilheden worden veroorzaakt door (i) het feit dat veel SWAN uitvoerlocaties dicht langs de kering, langs of op een geulwand of afgeschermd ligt voor dominante windrichtingen, (ii) de complexe geometrie van de Westerschelde, (iii), de extreme windsnelheden die zijn beschouwd naast de stromwinden en (iv) het meenemen van triads in het SWAN model. Mede door het meenemen van triads, die alleen golfenergie naar hogere frequenties verschuiven, zijn de golfperioden in de SWAN resultaten mogelijk overgeschat. Als er 1 seconde toegevoegd wordt aan de berekende golfperiodes, dan komen de berekende golfperioden en daarmee ook de golfsteilheden dichter bij de gemeten waarden. Aanbevolen wordt om 0,08 als grens voor de steilheid aan te houden waarboven Steentoets een waarschuwing moet geven.